円 $x^2 + y^2 = 32$ と直線 $y = x + m$ が共有点を持つとき、定数 $m$ の値の範囲を求める問題です。

幾何学直線共有点距離不等式
2025/7/29

1. 問題の内容

x2+y2=32x^2 + y^2 = 32 と直線 y=x+my = x + m が共有点を持つとき、定数 mm の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

円と直線が共有点を持つ条件は、円の中心と直線との距離が円の半径以下であることです。
* 円の中心は (0,0)(0, 0)、半径は 32=42\sqrt{32} = 4\sqrt{2} です。
* 直線 y=x+my = x + m を変形して、xy+m=0x - y + m = 0 とします。
* 点 (0,0)(0, 0) と直線 xy+m=0x - y + m = 0 の距離 dd は、公式より
d=00+m12+(1)2=m2d = \frac{|0 - 0 + m|}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}} = \frac{|m|}{\sqrt{2}}
* 円と直線が共有点を持つためには、d42d \le 4\sqrt{2} である必要があります。
m242\frac{|m|}{\sqrt{2}} \le 4\sqrt{2}
m42×2|m| \le 4\sqrt{2} \times \sqrt{2}
m8|m| \le 8
* したがって、8m8-8 \le m \le 8 となります。

3. 最終的な答え

8m8-8 \le m \le 8

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